实验六二端口微波器件S参量的测量
实验六 二端口微波器件S参量的测量
实验目的报告要求实验原理实验内容实验目的·掌握用三点法测量任意二端口微波网络器件的散射参量2017年4月19日星期三射频与微波技术实验室
实验目的 实验原理 实验内容 报告要求 • 掌握用三点法测量任意二端口微波网络器件的散射参量 2017年4月19日星期三 射频与微波技术实验室 2 实验目的
实验目的实验原理实验内容报告要求微波网络参数·基本理论：·研究微波元件的特性，通常有两种方法：·场的方法·网络分析法每个微波元件，如衰减器、定向耦合器等，都可以看成一个网络，这些网络的特点是输出功率比输入功率小，所以称为无源网络。·测量无源网络的参量，有很多的方法，并且有多种表达形式，如阻抗参量【Z】，导纳参量「Y1，散射参量「S1等。·微波频段通常采用【S】参量，它可以比较容易用实验方法测量出来，并且可以通过相关的公式换算成其它的参量。2017年4月19日星期三射频与微波技术实验室3
实验目的 实验原理 实验内容 报告要求 • 基本理论： • 研究微波元件的特性，通常有两种方法： • 场的方法 • 网络分析法 • 每个微波元件，如衰减器、定向耦合器等，都可以看成一个网络，这些网络的特点是 输出功率比输入功率小，所以称为无源网络。 • 测量无源网络的参量，有很多的方法，并且有多种表达形式，如阻抗参量［Z］，导纳 参量［Y］，散射参量［S］等。 • 微波频段通常采用［S］参量，它可以比较容易用实验方法测量出来，并且可以通过相 关的公式换算成其它的参量。 2017年4月19日星期三 射频与微波技术实验室 3 微波网络参数
实验目的实验原理实验内容报告要求二端口网络表示一个二端口微波元件用二端口网络来表示：2a1二端口微波网络biba1,a2分别为网络端口”1"和端口”2"向内的入射波，b1,b2分别为端口”1"和端口”2"向外的出射波。对于线性网络，可以用如下线性代数方程表示：[b, = Sha, + Si2a2[b2=S2ia +S22a22017年4月19日星期三射频与微波技术实验室
实验目的 实验原理 实验内容 报告要求 • 一个二端口微波元件用二端口网络来表示: • a1,a2分别为网络端口”1”和端口”2”向内的入射波，b1,b2分别为端口”1”和端口”2” 向外的出射波。对于线性网络，可以用如下线性代数方程表示： 2017年4月19日星期三 射频与微波技术实验室 4 二端口网络表示 2 21 1 22 2 1 11 1 12 2 b S a S a b S a S a
实验目的实验原理实验内容报告要求二端口网络S参数·矩阵形式如下：b,S.S.ab,S22La2·式中S11,S12,S21,S,组成[S]参量,它们的物理意义如下：·S11=b1/a1（a2=0)表示”2"端口匹配时"1"端口的反射系数；·S21=b2/a1(a2=0)表示”2"端口匹配时"1"端口至”2"端的传输系数；·S12=b1/a2(a1=0)表示”1"端口匹配时"2"端口至"1"端的传输系数；·S22=b2/a2（a1=0)表示"1"端口匹配时"2"端口的反射系数2017年4月19日星期三射频与微波技术实验室
实验目的 实验原理 实验内容 报告要求 • 矩阵形式如下： • 式中S11,S12,S21,S22组成[S]参量,它们的物理意义如下： • S11=b1/a1 (a2=0) 表示”2” 端口匹配时,”1”端口的反射系数； • S21=b2/a1 (a2=0) 表示”2” 端口匹配时,”1”端口至”2”端的传输系数； • S12=b1/a2 (a1=0) 表示”1” 端口匹配时,”2”端口至”1”端的传输系数； • S22=b2/a2 (a1=0) 表示”1” 端口匹配时,”2”端口的反射系数 2017年4月19日星期三 射频与微波技术实验室 5 二端口网络S参数 2 1 21 22 11 12 2 1 a a S S S S b b
实验目的实验原理报告要求实验内容S参数测量原理对于无源互易二端口网络有：S1=S1则仅有三个独立参数测量微波网络[S]参量的方法很多，本实验主要介绍用三点法测量任意二端口微波网络的[S]参量·三点法介绍如下：三点法是将待测网络的输出面依次短路（反射系数为－1）、开路（反射系数为1）和接匹配负载（发射系数为），并在输入端面依次测量反射系数的方法。然后根据测量得到的资料代入如下公式计算得出【s】参量：S.I =i·「is对应短路点的反射系数；S =(( +F)-2ru)/(F。.)·「1.对应开路点的反射系数；S = S,S22 +[F (F1 +F,)2FFuJ/(Fu-Ts)·「对应接匹配负载时的反射系数；2017年4月19日星期三射频与微波技术实验室C
实验目的 实验原理 实验内容 报告要求 • 对于无源互易二端口网络有:S12=S21,则仅有三个独立参数 • 测量微波网络[S]参量的方法很多，本实验主要介绍用三点法测量任意二端口 微波网络的[S]参量 • 三点法介绍如下： • 三点法是将待测网络的输出面依次短路（反射系数为－1）、开路（反射系数为1）和 接匹配负载（反射系数为0），并在输入端面依次测量反射系数的方法。然后根据测量 得到的资料代入如下公式计 算得出［S］参量： • Γ1S对应短路点的反射系数； • Γ1O 对应开路点的反射系数； • Γ1L对应接匹配负载时的反射系数； 2017年4月19日星期三 射频与微波技术实验室 6 S参数测量原理 11 1 22 1 1 1 1 1 2 12 11 22 1 1 1 1 1 1 1 2 / 2 / L o s L o s L o s o L L s S S S S S
实验目的实验原理实验内容报告要求反射系数测量方法输入端面的反射系数厂1的测量方法如下：Su Sn1S12 (S21)TI(dr)Ad为待测网络输入端面（"1"端口）在测量线的等效位置，I为网络输出端面（“2"端口）在可调短路器上的等效位置测模值：要求=lee，先测量驻波比s，再求得反射系数模值：(|=(S-1) /(S+1)测相位：测量d.向信号源方向相邻驻波节点的位置d；对反射系数的相角而言，离波源越近，箱角越滞后，故：(dmin山=720*-180。其中dmin=|dr-d_l12017年4月19日星期三射频与微波技术实验室
实验目的 实验原理 实验内容 报告要求 • 输入端面的反射系数Γ1的测量方法如下： • dT为待测网络输入端面（“1”端口）在测量线的等效位置，lT为网络输出端面（“2”端 口）在可调短路器上的等效位置 • 测模值：要求 ，先测量驻波比S，再求得反射系数模值： • 测相位：测量dT向信号源方向相邻驻波节点的位置dT’；对反射系数的相角而言，离波源越近， 相角越滞后，故： 2017年4月19日星期三 射频与微波技术实验室 7 反射系数测量方法 S11 S22 S12 (S21 Γ1 ) T1(dT ) T2 Γ2 lT ZL 1 1 j e 1 S S 1 / 1 ψ = 720 ∗ 𝑑𝑚𝑖𝑛 λ𝑔 − 180。 其中dmin=|dT’ -dT |
实验目的实验原理报告要求实验内容实验系统框图选8放大器口调谐装置匹配负载信号源隔离器衰减器频率计精密衰减器日短路板可调短路器测量线X2017年4月19日星期三射频与微波技术实验室8
实验目的 实验原理 实验内容 报告要求 2017年4月19日星期三 射频与微波技术实验室 8 实验系统框图
实验目的实验原理实验内容报告要求系统调整与参数测量一.系统的调整与基本参数测量：1.调整系统，使信号源工作频率为9370MHz，调整衰减，使信号源输出合适信号。2.测量系统的波导波长入。①测量线终端接短路板，用交叉读数法测量波导波长入g1，选定等效截面d（一个波节点的位置），记录相关数据。3．测量可调短路器的波导波长入g2①测量线终端换接可调短路器，将测量线探针置于d位置。可调短路器活塞由“o刻度开始缓慢向后移动，直至测量线上位置又出现驻波波节点，按交叉读数法确定此时短路活塞位置刻度值11并选作，记录测量数据②：继续向后移动短路器活塞，使位置d.再次出现驻波波节点，按交叉读数法确定时活塞位置的刻度12，计算输出波导的波导波长入2，记录测量数据。2017年4月19日星期三射频与微波技术实验室9
实验目的 实验原理 实验内容 报告要求 一．系统的调整与基本参数测量： 1. 调整系统，使信号源工作频率为9370MHz，调整衰减，使信号源输出合适信号。 2. 测量系统的波导波长λg1 ① 测量线终端接短路板，用交叉读数法测量波导波长λg1，选定等效截面dT（一个波节点的位 置），记录相关数据。 3. 测量可调短路器的波导波长λg2 ① 测量线终端换接可调短路器,将测量线探针置于dT位置。可调短路器活塞由“0”刻度开始缓 慢向后移动，直至测量线上dT位置又出现驻波波节点，按交叉读数法确定此时短路活塞位 置刻度值l01,并选作lT，记录测量数据。 ② 继续向后移动短路器活塞，使位置dT再次出现驻波波节点，按交叉读数法确定时活塞位置 的刻度l02，计算输出波导的波导波长λg2，记录测量数据。 2017年4月19日星期三 射频与微波技术实验室 9 系统调整与参数测量
实验目的实验原理实验内容报告要求散射参量的测量二用三点法测量“单螺调配器+微波衰减器的散射参量在测量线终端接入单螺调配器、可变衰减器，将单螺调配器螺钉置于正中间位置，调1.节单螺钉深度约5mm，调整可变衰减器衰减刻度约5mm（衰减量约3-4dB）。再在终端接入可调短路器，将活塞置于位置（短路状态），用功率衰减法测量待测2. 量元件的输入驻波比s，用交叉读数法测量出d左边相邻波节点位置dr，得到dmin，按公式计算厂is，记录测量数据。3.可调短路器活塞置于（I+入g2／4）位置（开路状态），测量出s和dmin，计算r1o，记录测量数据。4.取下可调短路器，接上匹配负载，测出s和dmin，计算ru，记录测量数据。102017年4月19日星期三射频与微波技术实验室
实验目的 实验原理 实验内容 报告要求 二．用三点法测量“单螺调配器＋微波衰减器”的散射参量 1. 在测量线终端接入单螺调配器、可变衰减器，将单螺调配器螺钉置于正中间位置，调 节单螺钉深度约5mm，调整可变衰减器衰减刻度约5mm（衰减量约3-4dB）。 2. 再在终端接入可调短路器，将活塞置于lT位置（短路状态），用功率衰减法测量待测 量元件的输入驻波比S，用交叉读数法测量出dT左边相邻波节点位置dT’，得到dmin，按 公式计算Γ1S，记录测量数据。 3. 可调短路器活塞置于（lT＋λg2／4）位置（开路状态），测量出S和dmin，计算Γ1O，记 录测量数据。 4. 取下可调短路器，接上匹配负载，测出S和dmin，计算Γ1L，记录测量数据。 2017年4月19日星期三 射频与微波技术实验室 10 散射参量的测量